一个国际科学家团队首次提供了一种奇异新物质的证据物质的状态，称为里德伯极化子。
这种物质状态是在超冷温度下形成的，此时电子绕其原子核运行的距离如此之远，以致其他原子最终被束缚在轨道内。 所有这些原子形成弱键，产生里德伯极化子。
您可以看到这个“巨型原子”的插图，上面充满了原子 - 蓝色是电子，原子核是红色，电子轨道内是一堆其他原子（绿色）。
那么这到底是如何运作的呢？
如果你拿一堆锶原子，将它们冷却下来，然后让其中一个兴奋起来，你会注意到一件奇怪的事情——那个快乐的原子会和它最亲密的伙伴拥抱在一起。
突变分子这种奇怪的味道粘附在一起的方式不仅仅是物理上相当于看看你能放进嘴里多少颗葡萄，它还可以为粒子在极低温度下如何相互作用提供一些见解。
回想一下高中科学课本上的旧原子图，您可能还记得电子轨道和原子核之间有一个空间。
现实世界中的粒子物理学有点不同——电子不会像卫星围绕行星一样快速旋转，而是存在于概率云中。
尽管如此，潜在位置云位于距离的边缘，在那里你不太可能找到电子，物理学家想知道是否有可能在那个间隙内挤压另一个整个原子。
为了测试这一点，美国和奥地利研究人员组成的团队联合起来玻色-爱因斯坦凝聚研究创建称为里德伯原子的物体。
当你从原子集合中吸收尽可能多的热能时，它们往往会失去各自的身份并共享彼此的量子态。
物质的这个阶段被称为玻色-爱因斯坦凝聚虽然将粒子降低到接近绝对零的温度是一个挑战，但它为研究其量子特性所需的完全安静的条件创造了条件。
在这种情况下，研究人员将许多锶原子冷却成冷凝物，然后用激光撞击其中一个。
目标是以正确的方式击中它，将其一个或多个电子提升到远离原子核的轨道，从而产生一种称为里德伯原子的激发态。
我们所说的离原子核到底有多远？
“电子与其原子核之间的平均距离可达数百纳米，”理论粒子物理学说来自维也纳 TU Wien 的 Joachim Burgdörfer。
从长远来看，它是氢原子半径的一千倍以上——肯定有足够的空间容纳至少一个完整的原子。
计算机模拟表明原子之间的距离将比电子与其原子核之间的距离小得多。 理论上，这一量子飞跃应该为附近多达 170 个锶原子腾出空间，以适应新轨道。
最大的问题是，在这种不寻常的拥抱中，原子团可能会如何相互影响（如果有的话）。
“原子不携带任何电荷，因此它们只对电子施加最小的力”，物理学家吉田修平说，同样来自维也纳工业大学。
但激发的电子仍然受到它和原子核之间的锶原子的轻轻推动。
虽然不足以将其移出轨道，但这种轻微的散射效应应该足以减少系统中的总能量。
从理论上讲，这种能量下降可以在里德伯原子和安静地位于其电子轨道内的其他锶原子之间建立弱键，即所谓的里德伯极化子，他们在实验结果中发现了这种现象的证据。
“这是一个非常不寻常的情况”，吉田说。
“通常情况下，我们处理的是带电原子核，将电子结合在它们周围。在这里，我们有一个电子，结合中性原子。”
不要指望用这些分子里德伯极化子构建任何东西。 这不是重点。
有趣的是能够操纵凝聚体中的原子进入如此奇怪的状态。
“对我们来说，这种新的弱束缚态物质是研究超冷原子物理学的令人兴奋的新可能性”，布格多夫说。
“这样一来，人们就可以在非常小的尺度上以非常高的精度探测玻色-爱因斯坦凝聚体的特性。”
这项研究发表于物理评论快报。
